JPS6024915A - 成形機の監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トランスファ成形機、射出成形機などのよう
に、金型内へ溶融材料を射出して成形する成形機に実施
して好適であり、成形品品質に特に影響を与える温度、
圧力、速度２時間、射出プランジャあるいはスクリュー
の位置あるいは移動量等の物理量を検出することによっ
て成形状態を監視する方法に関する。

近年、成形品によってはその要求品質が益々厳しいもの
となってきており、また生産の合理化のために成形品の
良品、不良品の自動判別、仕分けさらに機械の故障ある
いは不調の早期発見が要求されており、各種の監視方法
が発明され、また実施されている。

成形品品質に影響を与え゛る要因は多く、例えば、溶融
材料温度、射出圧力、射出速度、金型温度。

全型内溶融材料圧力、成形材料の品質等がある。

これらの成形条件が安定することは良品を生産するため
に極めて重要であり、逆にすべて同一の成形条件下で生
産されたものは同一品質を有するといえるので成形機の
監視ぼ成形品の品質管理に欠くことができない重要なも
のである。

従来の監視方法においては、各成形サイクルごとに速度
、圧力１時間、射出プランジャの位置またはストローク
、温度等の成形品品質に直接にあるいは間接的に影響を
与える所定の物理量を測定し、その測定値が予め設定さ
れた許容の上下限値に入っているか否かを判別し、許容
範囲を逸脱したら異常信号を発生させ、異常状態にて生
産された成形品を不良品と判定していた。

また、これを改良したものとして、監視値として基準値
を予め設定し、実測値が基準値に対してどの程度変動す
るかを監視し、許容変動ＩＩＪ値の範囲を逸脱したら異
常信号を発するとともにその基準値と実測値との差をプ
リンタにて記録させる方法も実施されている。

上記の従来の監視方法は、一つの許容変動１１】値を設
定して監視しているだけであるので無人自動運転状態で
は許容変動中値より実測値が逸脱しても、その程度が判
別できず、重度の異常発生の発見が遅れてしまう欠点が
ある。

一方、監視する物理量が毎ショソ１−ごとに変動する原
因には、機械固有なもの、機械の不調によるもの、金型
の温調の特性によるもの、機械駆動用油圧源の油温の変
化によるもの、材料の品質のバラツキによるもの等各種
のものがあり、それらが単独にあるいは複合されて圧力
、温度等が変動し成形品品質を左右し、前記物理量の変
動度合を知ることは管理上きわめて重要となる。また、
成形品の品質管理は単に成形品の良否の判別をするのみ
ならず、機械本体はもちろんのこと、成形品品質に直接
あるいは間接的に影響を与えるすべての条件の監視を行
い、運転状態の管理をすることが理想である。

そして、経済性、操作性を含めてのコストバランスを考
慮すると、前記物理量のうち数少なく、かつ最大の効果
があるものを有効に利用して監視するのが良いことはい
うまでもな（、最も効果の大きい限定された監視ファク
タを選択し、その物理量をより効果的に利用して監視す
ることが望ましい。

さらに、前記圧力、速度、温度等の各成形ザイクルの変
動値のうちの機械固有の特性に原因する変動値中は、一
般的に成形品品質にめられる許容変動中値よりも小さく
、また機械の故障あるいは不調時は機械固有の特性に原
因する変動ＩＪ値よりも大きくなり成形品品質にめられ
る許容変動中値よりもさらに大きく変動することが多い
。また、機械固有の特性（油温の変動等による機械動作
の変動は除く）に原因する変動中値内に実測値が入って
入れば、そのときに生産された成形品は一般的に良品と
いえる。

また、成形機は材料の溶融温度管理、作動油の温度管理
、金型温度管理等のいわゆる熱管理を必要とし、特に長
期にわたってランニングすると各種条件が微妙に複合化
され、監視している物理量が機械の故障ではないのにサ
イクリック的に各成形サイクル間で変動する。

このような上記理由から、監視される物理量の各成形サ
イフルル間における変動度合が廉価にかつ操作性よく検
出することができれば、成形品の品質管理上好都合とな
るばかりでなく、機械の故障あるいは不調の発見も容易
となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、成形品品質に影響を与える射出圧力。

射出速度１計量時間、射出−送圧時間、射出プランジャ
あるいはスクリューの位置および移動量。

金型温度、溶融材料温度等の物理量を各成形サイクルご
とに測定し、その実測値の変動度合を程度に応じて区分
けして検出することにより、操作性よく成形品にめられ
る品質にみあった品質管理を行うとともに、機械の故障
や不調の早期発見を容易にすることができる成形機の新
たな監視方法を提供するにあり、その特徴は、成形機の
成形品品質に影響を与える圧力、速度、温度２時間等の
物理量を各成形サイクルごとに測定して、各成形サイク
ルの成形状態を監視すべく、前記物理量をサンプリング
測定することによって成形品が良品である場合に得られ
る基準値を自動的に設定し、複数個の変動中膜定器に予
め定められたそれぞれの設定値と前記基準値とを加減演
算処理して複数の基準値をめ、この複数の基準値と前記
サンプリング測定によって得られた基準値とを区分は点
とする複数の区分領域を設け、各成形サイクルごとに測
定された前記物理量の実測値と前記各基準値とを比較し
て実測値の属する区分領域を判別し、該当する区分領域
ごとの信号を発生させて成形状態の監視を行うところ、
および成形機の成形品品質に影響を与える圧力、速度、
温度９時間等の物理量を各成形サイクルごとに測定して
、各成形サイクルの成形状態を監視すべく、前記物理量
をサンプリング測定することによって成形品が良品であ
る場合に得られる基準値を自動的に設定し、複数個の変
動ｌ】設定器に予め定められたそれぞれの設定値と前記
基準値とを加減演算処理して複数の基準値をめ、この複
数の基準値と前記サンプリング測定によって得られた基
準値とを区分ＬＪ点とする複数の区分領域を設け、各成
形サイクルごとに測定された前記物理量の実測値と前記
各基準値とを比較して実測値の属する区分領域を判別し
、各区分領域に対応して予め定められた表示信号。

表示位置１表示色のうち少なくとも一つの表示形感によ
って区分領域ごとに出力される信号に応じて実測値を記
録し監視を行うところにある。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいてｄ′
Ｌ細に説明する。

第１図に本発明に係る監視方法を実施した監視装置のブ
ロック図を示す。

■は監視装置であり、２は成形機の制御を掌る制御部で
ある。

３ば測定部であり、成形品品質に影響を与える成形機の
射出圧力、溶融材料圧力、金型温度、溶融材料温度、射
出プランジャあるいはスクリューの速度９位置および移
動量、射出−送圧時間、計量時間等の物理量を、それぞ
れの物理量の検出用センサ、あるいはタイムカウンタを
用いて、制御部２のタイミング指令により各成形サイク
ルごとに測定し、実測値データの検出をする。

４はマイクロプロセッサを有する監視装置の演算処理部
であり、監視装置１の制御を掌る。

５．６，７，８，９，１０．１１はメモリであり、演算
処理部４の指令によって実測値データあるいは演算され
たデータの記憶をする。

１２は監視モードスイッチであり、このスイッチの作動
によって、監視装置が始動し、停止する。

１３．１４は許容変動中段定器であり、それぞれに所定
の変動中値に対応した設定値が設定され、この設定値と
サンプリング測定によって得られた測定値を演算処理し
てめられた基準値とを演算処理部４で演算処理し、成形
品の良否あるいは機械の重度の異常等を判別するための
区分は用基準値が設定される。

なお、サンプリング測定によって得られた基準値はメモ
リ６．７に、また区分は用基準値はメモリ８，９，１０
．１１に記憶される。

１５は情報出力部であり、演算処理部４からの監視情報
信号を処理出力するものであり、制御部２へ異常信号を
出力したり、プリンタ１６あるいは成形品を良品、不良
品等にランク分けするシュータたる成形品分離器１７へ
電気信号を出力する。

１８は出力操作スイッチであり、演算処理部４からの監
視情報信号を切換えて、制御部２．プリフタ１６．成形
品分離器１７への出力のＯＮ、　ＯＦＦ等の切換えを行
う。

前記メモリ５からメモリ１１に記憶されたデータは、デ
ータ呼出スイッチ１９の操作により、表示器２０に表示
することができ、必要に応じてデータ呼出スイッチ１９
と出力操作スイッチ１８の操作によって、演算処理部４
．情報出力部１５゜が作動しプリンタ１６に出力してプ
リントアウトさせることもできる。

このように構成した監視装置を用いて監視する方法を、
監視ファクターのうち廉価な装置で成形品の良否の判別
ができる射出成形機の射出−送圧時間の監視を例にとり
、第１図、第２図、第３図について説明する。

上記射出成形機の射出−送圧時間とは射出工程における
射出開始から射出圧力制御行程に切換えるまでの、いわ
ゆる射出速度制御領域に要した射出−送圧時間のことで
あり、射出−送圧時間を監視することは、射出速度の安
定度および樹脂の状態、金型の状態等を間接的に監視す
ることとなり、成形品のヒケ、ショートショット等の不
良の検出に大きな効果があり、従来からその監視は実用
化されている。

なお、第２図は実測値と設定値との関係図であり、自動
操作による成形開始時から異常発生までの過程を例示す
る。

また、第３図は監視装置１からの信号によりプリンタ１
７によって記録紙にプリントされた成形状態の一例を示
す実測値変動状態記録図である。

まず、第２図のＡ−Ｂ区間に示すサンプリング区間につ
いて説明する。

射出成形機の制御部設定、調整等を暫定的に行い、自動
操作による成形運転を開始する。この自動操作による運
転下で試行錯誤にて設定、　１ｌｌｉｌ整を繰返すこと
により所望の成形品の成形ができる成形条件を決定する
。しかる後に許容変動や設定器１３．１４の設定値を再
設定あるいは確認をし、監視モードスイッヂ１２を押し
て監視装置ｌの作動を開始させる。

１回目の成形サイクルの際に制御部２の信号によって測
定部３は射出−送圧時間の測定を測定部３内のタイムク
ロック発生器からのクロックパルスを計数することによ
り計測し、測定部３は実測値データＸを出力し、演算処
理部４はそのデータＸをメモリ５に記憶させる。

２回目の成形サイクルがなされると、上記と同様にして
射出−送圧時間のデータが計測され、このデータとメモ
リ５のデータＸとを演算処理部４で比較演算し、両デー
タのうちの大きい方のデータがメモリ６に記憶され、小
さい方のデータがメモリ７に記憶される。

３回目の成形サイクルがなされると、上記と同様にして
得られた射出−次時間のデータはメモリ５に更新されて
記憶され、さらにこのデータとメモリ６のデータとメモ
リ７のデータとが演算処理部４で比較演算され、３つの
データのうち大きいデータがメモリ６に小さいデータが
メモリ７にそれぞれ更新されて記憶される。

４回目以降ｌＯ回目の成形サイクルまでの間においても
上記３回目と同様に処理がなされ、１０回の形成サイク
ル間の実測データのうちの最大値のデータがメモリ６に
データ×１として記憶され、最小値のデータがメモリ７
にデータＸ１＋として記憶固定される。

しかして、射出−送圧時間の第１の上下限基準値ｘｉ、
　ｘｌ’　が、また実測されたデータが１０回にわたっ
てすべて同一の場合には標準値Ｘ１がメモリ６゜メモリ
７にそれぞれセットされサンプリング動作行程が終了す
る。

なお、サンプリング回数は１０回に限るものでなく、１
回以上適宜回数で良い。１回の場合にはそのデータを標
準値×１として扱えば良い。また、サンプリング中に形
成不良品が発生したときには設定不良、機械異常等であ
るので、その原因追求および対策をとるとともに監視モ
ードスイソヂ１２を操作して監視モードを叶Ｆさせ、し
かる後に前記サンプリング動作行程を最初からやり直す
こととなる。

また、運転時においては、実測値データが前記第一の上
下限基準値内にあれば成形品は良品であるといえるが、
この基準値外にあっても成形品は必ずしも不良品と判定
することはできず、したがって後述する許容変動中が前
記上下限基準値の外側に設定されることとなる。

上記サンプリング動作行程が終了すると、メモリ６、メ
モリ７に記憶された第１の上下限基準値ｘｌ、　×１１
　と、許容変動１】設定器１３．１４の設定値Δｘ２．
　八×３（なおΔｘ２＜Δｘ３とする）とを演算処理部
４で　ｘ１＋Δｘ２　＝　ｘ２、×１＋−Δｘ２　＝　
ｘ２’、ｘｉ＋Δｘ３　＝　ｘ３、Ｘｌ′−Δｘ３　＝
　ｘ３’　の加減演算がなされ第２の上下限基準値Ｘ２
１Ｘ２’、第３の上下限基準値ｘ３．ｘ３”を得る。そ
して、データ×２はメモリ８に、データ×２”はメモリ
９に、データ×３はメモリ１０に、データ×３＋　はメ
モリ１１にそれぞれ記憶され、監視準備が完了する。

次に第２図のＢ−Ｃ区間に示す最終チェック区間につい
て説明する。

この最終チェックは自動操作による成形状態をチェック
するものであり、最終チェック運転時には実測データが
前記上下限基準値に対してどの範囲にあっても情報出力
部１５からの成形品分離器１７への指令信号は同一の信
号となし、オペレークが成形品のチェックを容易に行う
ことができる位置に成形品を仕分けさせるものとする。

しかして、該運転時において測定部３によって測定され
た射出−火工時間データＸはメモリ５に更新されて記憶
されるとともに、メモリ６がらメモリ１１に記憶されて
いるデータＸＩ、Ｘ１’１Ｘ２１Ｘ２’＋×３．ｘ３’
とで演算処理部４によって比較演算処理され、データＸ
は　ｘ＜ｘ３’　、ｘ３’≦ｘ＜ｘ２’　。

ｘ２ｔ≦ｘ＜ｘｉ’　、ｘｉ’≦Ｘ≦×１、ｘｉ＜ｘ≦
Ｘ２、ｘ２＜ｘ≦×３、　ｘ３＜ｘ　のうちのどの式に
該当するかが判別される。そして、その結果はそれぞれ
の区分域信号として情報出力部１５に出力される。

データＸがＸｌ゛≦Ｘ≦×１のときは動作は正常であり
成形品も良品で゛あるはずであるが確認のためにこの成
形工程の成形品が良品であるかをチェックする。そして
、データＸがｘ２’≦ｘ＜ｘｉ’　あるいはｘｉ＜ｘ≦
×２の第１の上下限基準値×１．に１゛と第２の上下限
基準値ｘ２＋ｘ２’とによって設定された区分域に入っ
たときの成形工程の成形品のチェックおよび実測値の変
動の度合のチェックを少なくとも１０回の成形サイクル
間にわたって行う。

この成形状態の確認がとれたならば、データＸがｘ２°
≦Ｘ≦×２のときの成形品は良品、ｘ＜ｘ３”あるいは
Ｘ＞Ｘ３のときは重度な異常と判定できるように許容変
動中膜定器１３．１４の設定値Δｘ２＋Δｘ３の変更あ
るいは確認を行い、完全無人運転成形に入る前の自動操
作成形の最終チェック運転が完了する。

次に第２図のＣ二り区間に示す完全無人運転区間につい
て説明する。

なお、該運転に際しては、許容変動中膜定器１３の設定
値Δｘ２を前記最終チェック運転時の値から変更したも
のを用い、したがって前記基準値ｘ２゜×２”の値も変
更されている。また、出力操作スイッチ１８を切換える
ことによって、情報出力部１５は演算処理部４の信号に
より良品、不良品の仕分は信号を成形品分離器１７へ出
力し、成形品は良品と不良品に分けられるものとなる。

しかして、各成形サイルルごとに測定された射出−送圧
時間の実測値データＸは前記各基準値×１゜×Ｉ′、目
＋ｘ２°、に３．ｘ３’と比較演算処理がなされ、実測
値データＸの属する区分領域の信号が演算処理部４から
出力され、情報出力部１５においてデータＸが×２″≦
Ｘ≦×２のとき良品信号を、×２〈ｘあるいは×２°〉
Ｘのとき不良品信号を成形品分離器１７へ出力し、成形
品の仕分けを行う。また、データＸがＸ＞Ｘ３あるいは
ｘ＜ｘ３’　のときは成形品は不良品と判定されるとと
もに、重度の異常とみなし情報出力部１５からは成形機
の制御部２へ異常であることの信号を油力され、成形機
の運転を停止させる。

すなわち、第２図に△、ム印で示される実測値データＸ
がＸ＞Ｘ２およびＸ＜Ｘ２”のときは、成形不良であり
、不良品であることを示す信号が演算処理部４、情報出
力部１５から出力される。また※印で示される実測値デ
ータＸがＸ〉に３のときは成形状態は重度の異常と判定
されて、成形機の運転が停止される。

一方、成形状態、成形品品質の管理のためには、各成形
サイクルの成形状態の把握が必要であり、その記録によ
りあるいは表示により目視できることが望ましい。

この要望に応えるべく、第３図に示すように記録紙３０
に実測値の区分領域に対応して表示記号を変えて記録す
るとともに、その大小関係が感覚的にわかるように記号
の位置を区分領域に対応した位置に記録するようにした
。

ずなわら、各成形サイクルごとに監視された実測値デー
タＸが許容変動中値設定器１３．１４によっ゛Ｃ設定さ
れた区分領域のうちのどの区分領域に属するかを示す演
算処理部４からの信号によって、情報出力部１５を作動
させ、その出力信号によってプリンタ１６で、実測値デ
ータＸがＸ１°≦Ｘ≦ｘｌのときは◎印、×１〈ｘ≦×
２のときは○印、×２”≦ｘ＜ｘｌ’　のときは・印、
に２＜Ｘ≦×３のときは△印、ｘ３１≦Ｘ＜Ｘ２’　の
ときはム印、ｘ３＜ｘのときは※印、ｘ＜ｘ３”のとき
はＸ印という各区分領域を示す記号にて記録をする。

なお、記号によって識別が可能であるので、−列上に記
録するようにしても良く、また同一記号を用いて記号の
記録位置を変えることによって識別してもよい。さらに
また、表示の色を分けるようにしても良く、一目瞭然に
成形品の良否、機械の異常等が判断される。

このようにして本発明によれば、成形品品質に影響を与
える成形条件の要因を物理量として各成形サイクルごと
に測定して、複数の基準値を自動的にセットした後、前
記物理量の変動度合を複数に区分けして検出できるので
、 １、廉価にして操作性に優れた監視装置が提供できる。

２、成形品の良品、不良品の判別だけでなく、成形状態
の安定度、機械の不調、故障の判別ができる。

３、求められる成形品品質が高度の場合には許容変動中
膜定器１３の設定値Δｘ２の値を零と設定して監視すれ
ばよく、一層操作性が向−りする。

４、成形品を良品と判定する許容範囲を決定するには時
間がかかり、また許容変動中値をあまり小さくとると良
品であっても不良品と判定されたり、許容変動ｌｊ値を
大きくとりすぎると良品の中に不良品がまぎれてしまう
こととなる。このようなことが無いように、良品と判定
される成形品を実測値データＸが第１の上下限基準値内
すなわちＸ１°≦Ｘ≦ｘｌと第１の上下限基準値よりも
はずれた許容変動中値Δｘ２内ずなわちｘ２’≦ｘ＜ｘ
ｉ’　あるいはｘｉ＜ｘ≦ｘ２とに成形品分離器１７に
よって仕分けをさせ、そのうちの一方のｘｌ＜ｘ≦Ｘ２
あるいはｘ２＋≦ｘ＜ｘｉ’　に仕分けられた成形品を
監視することによって、許容変動中値Δｘ２の設定値を
決定するようにすれば、操作性良く、より確実に許容変
動ｒｌｒ値の決定ができる。

５、検出要因がその成形品の良否の判定に最適でなく、
良品、不良品の仕分けの設定が困難な場合等には、監視
装置の区分領域に合わせて成形品の等級を分けて管理す
ることにより、成形品の全数検査は不要となる。

６、データの変動度合を記号あるいはグラフ的にあるい
は色別に表示することができる区分領域による検出方法
であるので、廉価な記録装置を提供することができ、そ
の記録は感覚的に容易に成形状態を識別することができ
るので品質管理上きわめて大きな効果がある。

という著効を奏する。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明
の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは
もちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は監視装置のブロック図であり、第２図は実測値
と設定値との関係を示す説明図であり、第３図はプリン
タにて記録紙上に記録された実測値記録図である。 １・・・監視装置、２・・・制御部、３・・・測定部、
４・・・演算処理部、５，６゜７．８，９，１０．１１
・・・メモリ、１２・・・監視モードスイッチ、　１３
．１４・・・許容変動＋＋１設定器、１５・・・情報出
力部。 １６・・・プリンタ、１７・・・成形品分離器。 Ｉ８・・・出力操作スイッチ、　１９・・・データ呼出
スイッチ、　２０・・・表示器、　３０・・・記録紙、
ｘｌ＋ｘｌ’・・・第１の上下限基準値。 ｘ２．に２゛・・・第２の上下限基準値、ｘ３．ｘ３′
・・・第３の上下限基準値、Δｘ２．　Δ×３・・・許
容巾設定値。 特許出願人 日精樹脂工業株式会社 代表者　島　喜　治 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、成形機の成形品品質に影響を与える圧力。 速度、温度１時間等の物理量を各成形サイクルごとに測
   定して、各成形サイクルの成形状態を監視すべく、前記
   物理量をサンプリイブ測定することによって成形品が良
   品である場合に得られる基準値を自動的に設定し、複数
   個の変動１１設定器に予め定められたそれぞれの設定値
   と前記基準値とを加減演算処理して複数の基準値をめ、
   この複数の基準値と前記サンプリング測定によって得ら
   れた基準値とを区分は点とする複数の区分領域を設け、
   各成形サイクルごとに測定された前記物理量の実測値と
   前記各基準値とを比較して実測値の属する区分領域を判
   別し、該当する区分領域ごとの信号を発生させて成形状
   態の監視を行うことを特徴とする成形機の監視方法。 ２、成形機の成形品品質に影響を与える圧力。 速度、温度９時間等の物理量を各成形サイクルごとに測
   定して、各成形サイクルの成形状態を監視すべく、前記
   物理量をサンプリング測定することによって成形品が良
   品である場合に得られる基準値を自動的に設定し、複数
   個の変動重設定器に予め定められたそれぞれの設定値と
   前記基準値とを加減演算処理して複数の基準値をめ、こ
   の複数の基準値と前記サンプリング測定によって得られ
   た基準値とを区分は点とする複数の区分領域を設け、各
   成形サイクルごとに測定された前記物理量の実測値と前
   記各基準値とを比較して実測値の属する区分領域を判別
   し、各区分領域に対応して予め定められた表示信号１表
   示位置。 表示色のうち少なくとも一つの表示形態によって区分領
   域ごとに出力される信号に応じて実測値を記録し監視を
   行うことを特徴とする成形機の監視方法。